园林植物景观在海绵城市建设中的运用研究

2023-11-19许琳

建材与装饰 2023年34期

许琳

（太原植物园，山西太原 030000）

0 引言

我国城市的现代化发展对生态环境带来了沉重负荷，在这一背景下，以“海绵城市”为代表的绿色发展理念逐渐成为当前城市建设的主流趋势。其中园林植物景观是海绵城市系统的重要组成部分，不仅能够提高资源回收效率，同时还能够起到理想的生态净化功能。因此相关部门需要对此形成足够重视，确保能够将园林植物景观的生态效益完整发挥出来。并进一步促进人与自然的和谐发展。

1 工程概况

该项目为山西省某市临河公园，规划面积为1060hm2，投资金额高达14.9 亿元。项目整体布局走势为由东向西，总长度11.2km，宽为0.95km，预计建成后能够增加城市绿地覆盖面积336hm2，增加湿地水面积408hm2。主要建设目标包括河道治理，湿地生态修复，同时为城市居民提供休闲游玩去处，因此能够有效提高城市生活品位，并对区域生态建设起到巨大的促进作用。

该项目在建设过程中主要遵循“优化-治理-保护-可持续”的发展路线，对该区域周边的绿地系统、水文系统以及居民生活空间进行协同规划。确保该园林设施能够成为对雨水资源自动消纳的绿色过渡空间，从而有效践行海绵城市理念。为此该项目在进行园林植物景观规划的过程中，重点集中在了“雨洪资源化设计”与“生态治理”两个层面。

2 雨洪资源化设计

2.1 雨水收集

该项目绿地面积占园区总面积的83.4%，是实现雨水资源化回收的关键途径。为此工作人员在进行园林景观规划的过程中，重点在于加强园区内部各绿地单元之间连接，借助屋面装置、雨水花园以及植草沟等植物景观，形成滞留雨洪、削弱洪峰、辅助渗透的作用，进而高效将雨水资源引入土壤或蓄水池当中。具体包括以下措施。

（1）屋面装置。该项目在进行园林屋面装置建设的过程中，主要集中在“绿屋顶”与“蓝屋顶”两个方面。

其中，“绿屋顶”即指屋面绿化，通过对建筑露台、屋顶、天台自己外墙面进行绿化施工，从而起到雨水截停集蓄的目的。“绿屋顶”结构主要包括植被层、过滤层、蓄排水层三大系统，其中蓄排水系统采用排水板进行施工，吸水率达40%左右。屋面结构保持15°倾斜，板材下层设有2～3cm 排水空间，能够有效避免屋面溢流问题。同时板材设有蓄水孔结构，能够自动保留一部分雨水，并在高温环境下通过蒸发来向植被层输送水分；植被层则主要以山西省乡土草本植物为主，同时夹杂一部分低矮灌木。确保植物能够有效适应生长环境，同时起到理想的美化造景功能。此外该项目屋顶绿化覆土厚度为100mm，以确保能够满足大部分植物的根茎生长条件，同时保证屋面植物群落的多样性。“蓝屋顶”为屋面水景体系，直接通过在屋顶设置集雨装置的形式，来进一步加强雨水集蓄效果，并借助排水管路将雨水统一回收到蓄水池当中等待后续利用[1]。

（2）雨水花园。“雨水花园”是将实用性与观赏性结合在一起的植物景观设施，其不仅能够起到汇集雨水效果，同时还能够通过利用自身生态功能来对雨水进行初步净化，是海绵城市系统中的关键设施。该项目雨水花园共分为种植土层、蓄水层、填料层、覆盖层与排水层5 个部分，其中种植土层厚度为25cm，采用原土与营养土按照10☆1 的比例进行拌和，供给植物日常生长养分；蓄水层位于结构最外层，厚度为15cm，主要功能是对雨水径流起到截停效果；填料层厚度为30cm，采用沸石、粉煤灰陶粒按照1☆1 比例混合，能够吸附雨水杂质，起到去污效果；覆盖层则主要是防止雨水侵蚀土壤，同时为微生物创造适宜的生长环境；最后排水层能够将超出雨水承载力的水源排出，使用砾石作为填料，厚度控制在30cm 作用，其中设置管径为10cm 的排水管，其表面设有2mm 泄水孔。

该项目在施工过程中为追求美观，在雨水花园系统中增设了一处20m2的前置池。其主要功能在于营造跌水效果，同时有效分担雨水径流对花园主体部分带来的进水负荷，从而进一步提高景观价值与生态效益。

（3）植草沟。植草沟是海绵城市的地表沟渠排水系统，负责功能是负责将集散在园区各地的雨洪资源进行统一回收，排放至集水池中进行统一利用。植草沟同时兼具植物截留与土壤渗滤效果，在运行过程中不仅能够提高雨水回收效率，同时还能够起到一定的净化作用，具有较为理想的生态效益。该项目在建设过程中采用了干植草沟方案，其优点在于能够有效避免蚊虫滋生，能够提高游园人群的舒适程度。然而干植草沟在建设过程中需要避免雨水径流速度超过0.8m/s，因此需要对其结构以及性进行合理设计，以确保能够发挥出景观的完整价值[2]。

施工人员在进行植草沟设计的过程中，根据园区地形特点将植草沟宽度设置在500～1500mm，纵坡坡度控制在4%以内，最大深度为450mm。同时为了进一步降低雨水流速，将其结构设置为梯形，保持两侧边坡坡度比为1☆3，沟渠底部设有消能台坎装置用于限流。沟渠进/出水口高度为50mm，在经过设计之后分别在两端采用流量计监测的形式，依次按照5min、10min、15min、30min 间隔进行雨水径流采样，结合数据检测结果来计算其径流总量削减率Rv，经测试该植草沟设施对雨水径流总量削减率为23.3%～100%，符合设施使用要求。雨水径流总量削减率计算公式如式（1）所示。

式中：Rv——径流总量削减率；Vin——进流总量；Vout——出流总量。

2.2 促渗措施

该项目采取的促渗措施为通过人工改造的方式来调整地表材质，使雨水流经路径的孔隙率以及不平整程度得到优化，从也有效引导雨水渗透至土壤当中。这一过程中为了保证对雨水资源利用率得到提高，需要通过改变地形层次的方式来延长雨水径流路径，从而雨水能够在土壤中保留更长时间。为此工作人员在施工过程中首先参照了常规景观植物的种植方案，随后以根据其根系扎根程度来展开了土壤重构工作[3]。景观栽植方案对土壤的具体要求如表1 所示。

表1 景观栽植方案对土壤的具体要求

根据园区植物对于土壤吸水力、紧实度、持水力等方面的要求，该项目工作人员确定土壤重构方案如表2所示。同时对于部分需要延长雨水渗透距离的特殊地形，采用设置渗水性砂池的方式来提高土壤保水能力，进而有效提高土壤的促渗能力。

表2 海绵城市土壤重构方案

2.3 人工湿地

在完成雨洪资源的集蓄回收之后，工作人员需要将引入人工湿地结构中，通过打造多样性生物群落的方式，来有效对雨水进行净化处理，同时对沿线河道与生态起到修复作用，并进一步提高园林的观赏价值。该项目在进行人工湿地建设的过程中，主要引入了浅滩、坑塘等地貌元素，同时打造多层次的水生植物体系，根据不同区域的水深范围来合理进行植物配置[4]。人工湿地植物群落配置如表3 所示。

表3 人工湿地植物群落配置

3 生态治理功能

3.1 自净措施

该项目所在区域为临河地带，河道沿程拥有多个排口，水面宽度在10m 左右。由于周边存在家畜饲养、废水以及生活污水排放问题，因此导致河道呈现重度污染特征。经现场调查显示部分水透明度仅为0.1m，有明显的臭味存在，且水体呈现灰白色。同时河底淤泥厚度高达0.6m，超过80%区域具有底泥上翻情况，内源污染现象极为严重。因此在项目实施过程中需要重点恢复该区域河道的自净功能，通过增加植物种群多样性、开展食物链调控等一系列工作手段，来有效进行河道治理，并将其整体纳入园林海绵城市系统当中。

主要措施为在沿程主要几个排口地带设置人工湿地，并在湿地周边设置植草汇水明沟、集雨缓坡、雨水滞留区等相关设施，通过打造其内部植物群落的方式来提高水质净化功能，并将其与园区海绵城市系统联系在一起[5]。主要植物配置方案如表4 所示。

在增加植物群落的基础上，在河道共计45000m2区域内，投入浮游动物1500L，其余滤食性鱼类、虾类、螺类、肉食性鱼类、蚌类共2000kg。以此创造该河道中的闭环食物链结构，使其中的藻类、水生植物、水生动物以及微生物种群能够共同营造出多样性的生物群落，从而有效起到改善水质的作用。

3.2 生态修复

在恢复区域生态自净功能的基础上，该项目进一步打造了人工浮岛设施，采用人工干预的手段来加强生态修复功能，从而有效提高园林项目的生态效益。人工浮岛采用太阳能功能原理，浮岛床体采用了PP、PVC、聚苯乙烯等几种人工材料进行搭建。上部设施为人造假山结构，内部设有多处用于种植槽。种植槽底部为100～200mm 后的火山石垫层，材料粒径为5～10mm，其中种有香蒲、菖蒲、美人蕉、再力花、风车草等观赏性较强的净化植物。浮岛中心位置为纤维束好氧填料区，中央设有曝气系统连接太阳能蓄电池装置[6]。

设备运行过程中，可以通过自动曝氧的方式来带动水体流动，同时这一过程中产生的大量氧气气泡能够为基体上的微生物菌群提供良好生长环境，使其能够有效将水体中的有机物、氨氮分解为CO2和硝态氮，从而实现水体净化功能。该设施在投入使用之后不仅起到了良好的造景作用，同时也有效对当地生态环境起到了修复作用。在设施连续运营2 个月之后，经检查该河道的总磷量0.21mg/L，水体溶氧量为3.47mg/L，总氮量1.39mg/L，氨氮含量1.44mg/L，且设备平均耗电量仅为0.21kW·h/m3，水处理成本为0.28 元/m3。